I. reseña

La energía solar es un nuevo tipo de energía, y el pleno uso de la energía solar puede resolver el problema de la creciente demanda humana de energía. En la actualidad, el uso de la energía solar se concentra principalmente en la energía térmica y fotovoltaica. Actualmente hay dos maneras de utilizar la energía solar, una es utilizar la energía térmica para producir vapor para impulsar el generador para generar electricidad, y la otra es la célula solar. La utilización de la energía solar y la investigación de las características de las células solares son temas candentes en el siglo xxi, y muchos países desarrollados están invirtiendo mucha mano de obra y recursos materiales en la investigación de receptores solares. Este experimento presenta las propiedades eléctricas y ópticas de las células solares y mide las dos propiedades.

II. indicadores técnicos
El probador utiliza una fuente de luz profesional para simular la luz solar en el laboratorio, y cuatro paneles solares están instalados en guías deslizantes. La Potencia óptica se mide a través de un radiómetro solar, que puede medir las características de voltio - amperio y la eficiencia de conversión de las células solares.
Indicadores técnicos específicos:
1. fuente de luz simulada solar: AC 220V / 150w;
2. células solares: polisilicio 60 mm × 60 mm × 0,3w × 4 piezas;
3. tensión de circuito abierto de cada pieza: 3.78v, corriente de cortocircuito de 80 ma;
4. fuente de alimentación estabilizada por corriente continua: 0 a 2,5v ajustable continuamente;
5. sensor de radiación solar: potencia de prueba: rango espectral de 0 a 2000w / m2: precisión de 320nm a 1100 nm inferior al 5%, se puede medir bajo una fuente de luz simulada o bajo el sol al aire libre, para que los estudiantes puedan comprender mejor la eficiencia de la radiación solar.
6. voltímetro digital de corriente continua: 0 a 20v, indicación digital de tres dígitos y medio, precisión ± 0,5%;
7. amperímetro digital de corriente continua: 0 a 200 ma, precisión: ± 0,5%;
8. resistencia a la carga: 0 a 9999 omega;
9. todos los soportes de la fuente de luz son de acero inoxidable, y la máquina principal es de aluminio y estructura de caja de oro, que es fácil de llevar.

III. proyectos experimentales
1. prueba de las características de voltio - amperio de las células solares sin luz;
2. prueba de la relación entre el voltaje de apertura, la corriente de cortocircuito y la intensidad de la luz de las células solares;
3. prueba de las características de carga y la eficiencia de conversión de las células solares;
4. experimentos en serie y paralelo de células solares;
5. experimentos con métodos de medición de la radiación solar al aire libre.

IV. principios experimentales
La estructura principal de las células solares es la Unión pn. La relación entre la corriente y el voltaje de la Unión PNN ideal se da por la siguiente fórmula (1)

En la fórmula, i0 es la corriente saturada inversa sin luz, u es el voltaje en la unión, e es la carga electrónica, k es la constante de boltzmann, T representa la temperatura termodinámica, que se puede ordenar. Cuando la luz brilla sobre la Unión PN en la superficie de la célula solar, siempre y cuando la energía del fotón incidente sea mayor que el ancho de banda prohibido del material semiconductor, el fotón será absorbido por la célula solar para producir pares de agujeros electrónicos. La corriente neta I emitida por la célula solar es la diferencia entre la corriente fotogénica IPH y la corriente del tubo bipolar Id. la corriente neta I se da por la siguiente fórmula.

Cuando la salida de la célula solar está cortocircuitada, es decir, u = 0, la corriente de cortocircuito ISC = IPH se puede obtener del tipo (2); Cuando la salida de la célula solar está abierta, es decir, i = 0, se puede empujar el voltaje de apertura uoc. En funcionamiento normal, el IPH es varios órdenes de magnitud más alto que el i0, por lo que el 1 entre paréntesis en (2) puede ser ignorado.
Cuando la célula solar se conecta a la resistencia de carga, el voltaje de salida y la corriente de la célula solar cambian con el cambio de la resistencia de carga. cuando la resistencia de carga R está en un cierto valor, la Potencia de salida de la célula solar es la máxima, es decir, la Potencia de salida máxima. en este momento, el voltaje correspondiente es um, la corriente es im, y hay PM = im * um. El factor de llenado se define como

Es un parámetro importante que representa las ventajas y desventajas del rendimiento de las células solares. Cuanto mayor sea el valor en un determinado estado, mayor será la utilización de la luz por parte de las células solares en caso de resistencia a la carga.